Pročišćivanje transformatorskog ulja

Životni vijek transformatora

Za korisnika visokonaponskog postrojenja važno je saznanje koliki je životni vijek pojedinih elemenata postrojenja, a posebno je to važno za energetski transformator, koji je najskuplji i najosjetljiviji dio postrojenja.

Životni vijek transformatora ovisan je o životnom vijeku njegove izolacije, koja se sastoji od tekućih i krutih spojeva organskog podrijetla: od transformatorskog ulja i izolacionih elemenata. Obje su izolacije podložne fizikalno-kemijskim procesima koji uzrokuju gubljenje početnih svojstva, pa kažemo da izolacija stari.

Uzimanje uzoraka i ispitivanje svojstava transformatorskog ulja je relativno jednostavno, a nakon gubljenja svojstava, na terenu je moguće izvršiti relativno jednostavan tehnološki proces s ciljem poboljšanja karakteristika (pročišćavanje transformatorskog ulja vakuumskom metodom).

Transformatorsko ulje

Transformatorsko ulje služi kao rashladno i izalocijsko sredstvo. Obzirom da su ta dva svojstva ulja vezana za njegov sastav, na transformatorsko ulje se postavlja niz zahtjeva.

U hladnom stanju mora biti dovoljno rijetko kako bi moglo strujati aktivnim dijelom transformatora.

Ne smije sadržavati vlagu jer mu ona smanjuje probojnu čvrstoću.

Ne smije sadržavati nikakve čvrste materijale jer mu oni smanjuju izolacijska svojstva.

Ne smije sadržavati kiseline i sumpor koje nagrizaju i razaraju izolaciju.

Mora imati visoku temperaturnu zapaljivost.

Mora biti sposobno za primjenu kod niskih temperatura.

Probojna čvrstoća novog ulja mora iznositi najmanje 80 kV/2,5mm, a kod transformatora u pogonu mora imati barem 40kV/2,5mm (30 kV/2,5mm je granična vrijednost prihvatljivosti).

Fizikalno-kemijska svojstva ulja

Svrha ispitivanja je utvrđivanje podobnosti ulja za primjenu i ocjenu stanja njegove kvalitete. Na temelju rezultata mjerenja moguće je odrediti korektivne akcije u smislu dovođenja ulja u stanje zadovoljavajuće za primjenu.

Boja i čistoća

Boja nije kritično svojstvo, ali je korisno u komparativnom smislu (brza promjena boje može biti znak ubrzanog starenja i onečišćenja).

Probojna čvrstoća

Upućuje na sposobnost da ulje izdrži dielektrična naprezanja, od niza fizičko kemijskih osobina ulja pogonsko osoblje će najviše zanimati dielektrična čvrstoća transformatorskog ulja, jer ono služi kao izolacija u transformatoru i kao sredstvo za odvođenje topline.

Dielektrična čvrstoća ulja se kod transformatora iznad 1000 kVA kontrolira dva puta godišnje, a jedan puta godišnje kod trasformatora ispod 1000 kVA.

Sadržaj vode

Voda u ulju potječe iz procesa proizvodnje ulja, ovlaživanja atmosfere ili nastaje kao produkt starenja celuloze.

Neutralizacijski broj

Predstavlja mjeru kiselih sastojaka odnosno onečišćenja ulja.

Talog (toplji i netopljiv)

Posljedica je starenja ulja i celulozne izolacije, odnosno onečišćenja zbog pogonskog stanja (netopljivi produkti starenja, niti različitog podrijetla, grafit, produkti korozije).

Faktor dielektričnih gubitaka i specifičnih električnih otpora

Ove karakteristike su vrlo osjetljive na prisutnost topljivih polarnih onečišćenja, produkta starenja ili koloida.

Granična površinska napetost

Mjeri se na granici ulje-voda, a upućuje na topljiva polarna onečišćenja i produkte degradacije, vrijednost se prilično brzo mijenja u početnom stadiju starenja, zbog čega rezultate treba interpretirati zajedno sa ostalim karakteristikama.

Oksidacijska stabilnost

Određuje se mjerenjem produkta starenja ulja u laboratorijskim uvjetima, pri čemu se mjeri sadržaj taloga, hlapljive i topljive kiseline.

Strukturna analiza ulja

Provovodi se metodom infracrvene spektrofotometrije i daje podatak o kemijskoj strukturi ulja. U slučaju ubrzanog starenja ulja može se procijeniti stupanj kemijske degradacije.

Primjer fizikalno – kemijske analize prema vrsti svojstva ulja odnosno njenoj karakterisitici, izgledu ili njenoj jediničnoj mjeri uz utvrđen zahtjev kojim se označava ispravno svojstvo, dan je u sljedećoj tablici:

Karakteristika (svojstva ulja) Izgled Zahtjev
Izgled — Čisto, bistro
Boja (prema skali DIN 51578) — —
Neutralizacijski broj mg KOH / g < 0.2 (<0.3)**
Granična površinska napetost na 20°C mN / m >25 (>20)**
Prisutnost inhibitatora oksidacije (kvalitativno) — Prisutan
Prisutnost taloga s n–heptanom (kvalitativno) — Ne sadrži
Dielektrična čvrstoća (elektrode VDE; 2.5 mm) kV >50 (>40)**
Fektor dielektričnih gubitaka (tanδ) na 90°C — < 0.100 (<0.2)**
Specifični električni otpor na 90°C GΩm >10 (>1)**
Sadržaj vode mg/kg < 20 (< 30)**

Primjer fizikalno-kemijske analize

Kriteriji za zahtjeve u tablici su izrađeni na temelju iskustava za dobro izolacijsko ulje iz transformatora u pogonu, a usklađeni su sa zahtjevima IEC 422/89.

Oznaka u tablici (**) su granične vrijednosti područja prihvatljivosti.